En ny teknik kan klassificere, om vandet, der strømmer i vandløb, primært er fra grundvand, og om grundvandet er fra lavvandede eller dybe kilder. Kredit:Danielle Hare, CC BY-ND
Mange af de vandløb, som folk regner med til fiskeri, vand og rekreation bliver varmere, når de globale temperaturer stiger. Men de varmer ikke alle sammen på samme måde.
Hvis samfund kan finde ud af, hvor disse vandløb vil varme mest, de kan planlægge for fremtiden. Det har tidligere været svært at forudsige, men en ny metode, der involverer temperaturmønstre, kan gøre det lettere.
Folk har bredt antaget, at vandløb, der fodres med betydelige mængder grundvand, er mere modstandsdygtige over for klimaændringer end dem, der hovedsageligt fodres med snesmeltning eller regn. Det viser sig, at denne grundvandsbuffereffekt varierer en del. Grundvandsdybden påvirker strømtemperaturens reaktion på opvarmning, hvilket igen påvirker levesteder for fisk og andre dyreliv og planter.
I en undersøgelse offentliggjort 4. marts i tidsskriftet Naturkommunikation , mine kolleger og jeg beskriver en enkel, billig metode, der gør det muligt for lokalsamfund at se på en vandløbs temperaturhistorik sammenlignet med lokal lufttemperatur for at måle dybden af grundvandet, der fødes i den, og derfra, vurdere dens risiko som klimaændringerne.
Hvorfor temperaturen er vigtig
Selvom et par grader af temperaturændringer måske ikke virker meget, størstedelen af de dyr, der lever i vandløb og floder, kan ikke regulere deres egen kropstemperatur, så de bevæger sig rundt i miljøet for at finde egnede levesteder. Mange har over tid tilpasset sig et snævert temperaturinterval. For eksempel, når vandet er varmt, især i varme sommermåneder med lav vandgennemstrømning, fisk som laks og ørreder, der lever i koldere farvande, skal opsøge koldere vand eller omkomme. Disse økologiske virkninger kan have kaskaderende konsekvenser - for dyrelivet, mennesker og lokale økonomier.
De fleste vandløb flyder hele tiden. I tider uden nedbør, vand i vandløb kommer for det meste under jorden. Faktisk, grundvand menes at udgøre i gennemsnit 52% af overfladevandstrømmen over USA.
Fordi grundvand typisk er koldere end overfladevand om sommeren, grundvandet, der strømmer ind i vandløb, kan buffer den samlede strømtemperatur fra klimaopvarmning. Imidlertid, dybere grundvand har en tendens til at have mere stabile temperaturer end grundvand tættere på overfladen.
Når vandløbstemperaturen følger det samme opvarmningsmønster som lokal lufttemperatur, men med en forsinkelse på cirka 10 til 40 dage, det er et tegn på, at åen tilføres af lavt grundvand. Kredit:Danielle Hare, CC BY-ND
Tidligere undersøgelser har vist, at grundvandstemperaturen er knyttet til den dybde, den bevæger sig. Lavt grundvand påvirkes lettere af klimavariabilitet, fordi det er tæt på landoverfladen. Det er også mere modtageligt for tørring, som kan reducere, eller endda afbryde forbindelsen, den lave grundvandsstrøm fra vandløbet.
Vores forskning bygger på disse observationer. Vi fandt ud af, at vandløb med lavvandede grundvandskilder sandsynligvis vil varme lige så meget som vandløb, der hovedsageligt fodres af snesmeltning og regn, og til lignende satser.
At finde ud af en vands risiko
Den vigtigste metode, der i øjeblikket bruges til at evaluere, om vandløb tilføres af grundvand i store skalaer, kan ikke skelne mellem en strøm, der er afhængig af lavt grundvand og en, der fødes af dybt grundvand. Det betyder, at planer om, hvordan man håndterer virkningerne af klimaændringer sandsynligvis ikke tegner sig for disse vigtige forskelle. Andre undersøgelser har også vist, at ændringer i landet, f.eks. fra naturbrande, ændringer i snepakke og skovrydning, påvirke lavvandet grundvandstemperatur mere end dyb grundvandstemperatur.
At se på temperaturmønstre kan give mere information om de risici, som strømme kan stå over for.
Vi fandt ud af, at når temperaturen på en strøm følger det samme opvarmnings- og afkølingsmønster som lufttemperaturen, med en tidsforskydning på ca. 10 til 40 dage, at strømmen sandsynligvis bliver fodret med lavt grundvand. Dybere grundvand forbliver køligere om sommeren, og vandløbets temperatur svinger ikke så meget.
Vi analyserede vand- og lufttemperaturen ved 1, 424 steder langs vandløb i hele USA og fandt ud af, at cirka 40% af vandløbene var stærkt påvirket af grundvand. Af disse, vi fandt ud af, at halvdelen hovedsageligt blev fodret med lavt grundvand, som var meget højere end forventet. Sammenligning af denne metodes resultater mod felt- og modelleringsdata i mindre undersøgelser har vist dens stringens.
Fordi denne metode kun kræver data om strøm og lufttemperatur, lodsejere og lokalsamfund kan indsamle dataene til en lav pris, eller den er muligvis allerede tilgængelig. Når disse oplysninger er kendt, de kan planlægge fremtidige ændringer og tage skridt til at beskytte vandkvaliteten i vandløb, der sandsynligvis vil give stabilitet på lang sigt.
Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons -licens. Læs den originale artikel.